Le moteur est le dispositif qui fournit la puissance au véhicule. Il en est le cœur, déterminant sa puissance, son économie, sa stabilité et son respect de l'environnement. Selon les sources d'énergie, les moteurs automobiles se répartissent en moteurs diesel, moteurs à essence, moteurs électriques et moteurs hybrides.
Les moteurs à essence et diesel courants sont des moteurs à combustion interne à pistons alternatifs, qui convertissent l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique, résultant du mouvement du piston et de la puissance de sortie. Les moteurs à essence présentent les avantages suivants : vitesse élevée, faible consommation, faible bruit, démarrage facile et faible coût de fabrication. Les moteurs diesel présentent un taux de compression élevé, un rendement thermique élevé, ainsi que de meilleures performances économiques et une meilleure réduction des émissions que les moteurs à essence.
Le moteur est composé de deux mécanismes principaux, le vilebrequin et la bielle, ainsi que de cinq systèmes principaux : refroidissement, lubrification, allumage, alimentation en carburant et démarrage. Les principaux composants sont le bloc-cylindres, la culasse, le piston, l'axe de piston, la bielle, le vilebrequin et le volant moteur. La chambre de travail du moteur à combustion interne à pistons alternatifs est appelée cylindre, dont la surface intérieure est cylindrique. Le piston alternatif est articulé à une extrémité de la bielle par l'axe de piston, tandis que l'autre extrémité de la bielle est reliée au vilebrequin. Ce dernier est supporté par un palier sur le bloc-cylindres et peut être tourné dans ce palier pour former le vilebrequin et la bielle. Lorsque le piston se déplace d'avant en arrière dans le cylindre, la bielle entraîne le vilebrequin en rotation. À l'inverse, lorsque le vilebrequin tourne, le tourillon de bielle se déplace en cercle dans le carter et entraîne le piston de haut en bas dans le cylindre par l'intermédiaire de la bielle. À chaque tour de vilebrequin, le piston effectue un tour, et le volume du cylindre varie constamment, passant d'un volume faible à un volume important, puis d'un volume important à un volume faible, et ainsi de suite. La culasse ferme le haut du cylindre. Les soupapes d'admission et d'échappement sont situées sur la culasse. Leur ouverture et leur fermeture permettent de charger le moteur et d'évacuer l'air à l'extérieur du cylindre. L'ouverture et la fermeture des soupapes d'admission et d'échappement sont commandées par l'arbre à cames, entraîné par le vilebrequin via une courroie crantée ou un engrenage.
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