Principe de fonctionnement
Le type le plus courant de moteur en aéronautique pour les avions légers, est le moteur à explosion. Il comprend, en général, de 4 à 8 cylindres. Les cylindres peuvent être disposés de façons différentes. Les configurations les plus courantes sont les suivantes : en ligne, en V, à plat ou en étoile. Le schéma ci-dessous vous montre la constitution type d’un cylindre de moteur à explosion à 4 temps.
A l’intérieur, un piston mobile se déplace sous l’effet d’explosions cycliques. Il est relié au vilebrequin par une bielle ce qui permet de transformer le mouvement de va et vient en mouvement de rotation. Le vilebrequin permet de transmettre le mouvement du piston à l’arbre moteur, mais aussi de faire remonter le piston dans le cylindre pour comprimer les gaz avant la phase dite de combustion. Le carter en bas du moteur contient l’huile qui assure la lubrification des parties mobiles. La tête du cylindre comprend des soupapes ouvrant ou fermant les pipes d’admission (permettant l’entrée du mélange air-carburant) et les pipes d’échappement (pour évacuer les gaz brûlés).
Le fonctionnement de ces moteurs se décompose en 4 temps (4 phases) caractéristiques se répétant plusieurs fois par seconde :
la phase d’admission :
Au début de cette première phase, le piston est en position haute. il est alors descendu vers le bas du cylindre et crée, alors une aspiration. En même temps, la soupape d’admission s’ouvre et le mélange air-carburant est aspiré dans le cylindre.
la phase de compression :
Lors de cette deuxième phase, le piston remonte vers le haut du cylindre en comprimant fortement les gaz. Lors de cette compression, la pression et la température des gaz augmentent fortement (plusieurs centaines de degrés).
la phase de combustion :
Une fois les gaz sont comprimés, une étincelle est produite en haut du cylindre par l’intermédiaire de la bougie. Le mélange air-carburant explose alors et pousse violemment le piston qui est alors renvoyé vers le bas.
la phase d‘échappement :
Enfin, le piston remonte, comprimant ainsi les gaz brûlés. La soupape d’échappement s’ouvre pour permettre l’évacuation des gaz brûlés. Le cycle du moteur peut ainsi recommencer.
L’allumage
Une fois lancé, le moteur à 4 temps a toujours besoin d’électricité pour assurer le déclenchement des étincelles dans les cylindres. Ce dispositif appelé allumage tire son énergie d’une magnéto.
Par sécurité les moteurs sont munis d’un double circuit d’allumage avec 2 magnétos alimentant chacune une bougie indépendante pour chaque cylindre (il y a donc par sécurité 2 bougies par cylindre). Ce système améliore également la combustion.
Souvent un deuxième générateur est présent. L’alternateur, également entraîné par la rotation du moteur permet d’assurer la génération électrique en 12V pour tous les systèmes nécessitant de l’électricité. autres que le moteur. Ainsi, si un problème électrique oblige à neutraliser l’alternateur, le moteur continue à être alimenté par la magnéto.
Dans le cas où l’avion possède des systèmes hydrauliques, on prélève également sur l’arbre de rotation du moteur l’énergie permettant de faire fonctionner la pompe hydraulique.
Les cylindres peuvent être disposés de façons différentes. Les configurations les plus courantes sont les suivantes : en ligne, en V, à plat ou en étoile.
