Configuration du moteur

Disposition des cylindresdit

Moteurs monocylindres

Moteurs droits / en lignemodifier

Les moteurs droits, également appelés moteurs en ligne, ont tous les cylindres alignés sur une rangée le long du vilebrequin sans décalage. Lorsqu’un moteur droit est monté en biais, on l’appelle parfois « moteur incliné ». Les types de moteurs droits comprennent:

Moteurs Vmodifier

Les moteurs en V, également appelés moteurs en V, ont les cylindres alignés dans deux plans distincts ou « bancs », de sorte qu’ils semblent être en « V » lorsqu’ils sont vus le long de l’axe du vilebrequin. Les types de moteurs en V comprennent:

Moteurs à Platmodifier

Les moteurs à plat, également appelés moteurs « à opposition horizontale » ou « boxer », ont les cylindres disposés en deux bancs de chaque côté d’un seul vilebrequin. Les types de moteurs plats comprennent:

• flat-two, communément appelé « flat-twin »
• flat-four
• flat-six
• flat-huit
• flat-douze

Moteurs à pistons opposésmodifier

Un moteur à pistons opposés est comme un moteur plat / boxer en ce sens que les paires de pistons sont coaxiales mais plutôt que de partager un vilebrequin, elles partagent plutôt une seule chambre de combustion par paire de pistons. La configuration du vilebrequin varie selon les conceptions de moteurs opposés. Une disposition a un moteur plat / boxer en son centre et ajoute un piston opposé supplémentaire à chaque extrémité, de sorte qu’il y a deux pistons par cylindre de chaque côté.

Moteurs Wmodifier

Les moteurs W ont les cylindres dans une configuration dans laquelle les bancs de cylindres ressemblent à la lettre W, de la même manière que ceux d’un moteur V ressemblent à la lettre V. Les types de moteurs W comprennent:

• W3
• W8
• W12
• W16
• W18

Moteurs Xmodifier

Un moteur X est essentiellement deux moteurs V réunis par un moteur commun vilebrequin. Ceux-ci étaient couramment utilisés dans les avions pendant la Seconde Guerre mondiale. Une majorité d’entre eux étaient des moteurs V-12 existants convertis en configuration X-24.

Moteurs Umodifier

Les moteurs U sont constitués de deux moteurs droits séparés (avec des vilebrequins séparés) reliés par des engrenages ou des chaînes. La plupart des moteurs en U ont quatre cylindres (c’est-à-dire deux moteurs droits combinés), tels que les moteurs à quatre places et les moteurs jumelés en tandem

Moteurs en Hmodifier

Comme les moteurs en U, les moteurs en H sont constitués de deux moteurs plats séparés reliés par des engrenages ou des chaînes. Des moteurs H ont été produits avec entre 4 et 24 cylindres.

Moteurs radiauxdit

Un moteur radial a un seul vilebrequin avec des cylindres disposés en forme d’étoile plane autour du même point sur le vilebrequin. Cette configuration était couramment utilisée avec 5 cylindres refroidis par air dans les avions.

Moteurs Delta

Un moteur Delta a trois (ou ses multiples) cylindres à pistons opposés, alignés dans trois plans distincts ou « bancs », de sorte qu’ils semblent être en a Δ lorsqu’ils sont vus le long de l’axe de l’arbre principal. Un exemple notable de ce type de disposition est le Napier Deltic.

Autres agencesmodifier

Les configurations moins courantes incluent le moteur à plateau cyclique, le moteur à cycle K étant celui où des paires de pistons sont dans une configuration opposée partageant un cylindre et une chambre de combustion.

Soupapes

La majorité des moteurs à quatre temps ont des soupapes à clapet, bien que certains moteurs d’avion aient des soupapes à manchon. Les soupapes peuvent être situées dans le bloc-cylindres (soupapes latérales) ou dans la culasse (soupapes en tête). Les moteurs modernes sont invariablement de cette dernière conception. Il peut y avoir deux, trois, quatre ou cinq soupapes par cylindre, les soupapes d’admission étant plus nombreuses que les soupapes d’échappement en cas de nombre impair. Les moteurs à interférence sont de tels moteurs dans lesquels une soupape pourrait entrer en collision avec un piston si le calage des soupapes était incorrect.

Arbre à camesdit

Les soupapes à clapet sont ouvertes au moyen d’un arbre à cames qui tourne à la moitié de la vitesse du vilebrequin. Celui-ci peut être soit une chaîne, un engrenage ou une courroie crantée entraînée par le vilebrequin, et peut être situé dans le carter (où il peut servir un ou plusieurs bancs de cylindres) ou dans la culasse.

Si l’arbre à cames est situé dans le carter moteur, un train de soupapes composé de tiges de poussée et de culbuteurs sera nécessaire pour faire fonctionner les soupapes en tête. Mécaniquement plus simples sont les soupapes latérales, où les tiges de soupapes reposaient directement sur l’arbre à cames Cependant, cela donne de mauvais flux de gaz dans la culasse ainsi que des problèmes de chaleur et est tombé en disgrâce pour une utilisation automobile, voir moteur à tête plate.

La majorité des moteurs automobiles modernes placent l’arbre à cames sur la culasse dans une conception d’arbre à cames en tête (OHC). Il peut y avoir un ou deux arbres à cames dans la culasse; une conception à arbre à cames unique est appelée arbre à cames en tête unique (SACT). Une conception avec deux arbres à cames par culasse est appelée double arbre à cames en tête (DACT). Notez que les arbres à cames sont comptés par culasse, donc un moteur en V avec un arbre à cames dans chacune de ses deux culasses est toujours une conception SOHC, et un moteur en V avec deux arbres à cames par culasse est DACT, ou de manière informelle un moteur « à quatre cames ».

Avec les arbres à cames en tête, le groupe de soupapes sera plus court et plus léger, car aucun poussoir n’est requis. Certains modèles d’arbres à cames en tête ont encore des culbuteurs; cela facilite le réglage des jeux mécaniques.

Une conception à quatre soupapes par cylindre a généralement deux soupapes pour l’admission et deux pour l’échappement, ce qui nécessite deux arbres à cames par banc de cylindres. S’il y a deux arbres à cames dans la culasse, les cames peuvent parfois prendre appui directement sur les suiveurs de came des tiges de soupape (poussoirs). Les suiveurs de came aident à réduire le bruit, à amortir les vibrations, à absorber les chocs et à supporter la charge axiale. Cette dernière disposition est la plus libre d’inertie, permet les flux de gaz les plus libres dans le moteur et est la disposition habituelle pour les moteurs automobiles à hautes performances. Il permet également de placer la bougie d’allumage au centre de la culasse, ce qui favorise de meilleures caractéristiques de combustion. Au-delà d’un certain nombre de vannes, la surface effective couverte diminue, donc quatre est le nombre le plus courant. Un nombre impair de soupapes signifie nécessairement que le côté admission ou échappement doit avoir une soupape de plus. En pratique, il s’agit invariablement des soupapes d’admission – même dans les conceptions de têtes paires, les soupapes d’admission sont souvent de plus grande taille que les soupapes d’échappement.

Les très gros moteurs (par exemple les moteurs marins) peuvent avoir des arbres à cames supplémentaires ou des lobes supplémentaires sur l’arbre à cames pour permettre au moteur de tourner dans les deux sens. De plus, d’autres manipulations de soupapes peuvent être utilisées par example pour le freinage moteur, comme dans un frein Jake.

Un inconvénient des cames en tête est qu’une chaîne (ou une courroie) beaucoup plus longue est nécessaire pour entraîner les cames qu’avec un arbre à cames situé dans le bloc-cylindres, généralement un tendeur est également nécessaire. Une rupture de la courroie peut détruire le moteur si les pistons touchent des soupapes ouvertes au point mort haut.